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Ionentauscher


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Ionentauscher sind natürliche oder künstliche Stoffe die Salze aus Wasser teilweise entfernen können. Da aus Ionen bestehen findet hier ein Austausch Ionen statt wobei die unerwünschten Ionen in Lösung durch Ionen ersetzt werden die zum gehören. Im Ionentauscher findet ebenfalls ein Austausch wodurch die in der Lösung unerwünschten Ionen werden.

Inhaltsverzeichnis

Wie funktionieren Ionentauscher

Das Prinzip der Ionentauscher ist allgemein einige Ionen stärker an den Ionenaustauscher gebunden als andere. Dabei werden höher geladene Teilchen angezogen. Zum Beispiel wird Na + im Ionentauscher durch Ca 2+ verdrängt aber auch Ca 2+ wird durch Al 3+ . Das "stärkere" Ion vertreibt das schwächere aus der Ionentauscher. Das unerwünschte Ion das der Lösung entfernt werden soll wird also stärker angezogen als die im unbeladenen Zustand Ionen die beim Austausch abgegeben werden.

Ein Ionenaustauscher kann nur so solange wie Ionen vorhanden sind die verdrängt werden Man bezeichnet diesen Austausch auch das Beladen Austauschers.

Arten von Ionentauschern

Je nachdem welche Art von Ionen oder richtiger ausgetauscht werden nennt man die Kationentauscher oder Anionentauscher . Beispiele:

Regeneration

Die Möglichkeit der Regeneration beruht auf Tatsache dass der Vorgang des Ionenaustauschs wie meisten chemischen Reaktionen umkehrbar ist. Tatsächlich findet die Hin- und die Rückreaktion statt ( chemisches Gleichgewicht ). Beim Einsatz des Ionentauschers überwiegt allerdings Hinreaktion; sie findet freiwillig statt. Die Erzwingung Rückreaktion also die Regeneration ist nur möglich ein Überschuss an "schwächeren" Ionen zugegeben wird viele schwächere Ionen verdrängen die stärkeren Ionen. auch: Prinzip von Le Chatelier

Verwendung von Ionentauschern

  • Herstellung von destilliertem Wasser ... entgegen dem Namen ist dies nicht Wasser das durch Destillation gereinigt wurde sondern in den meisten handelt es sich bei diesem Wasser eigentlich entmineralisiertes Wasser aus dem mit Hilfe von Ionentauscher unerwünschte Salze entfernt werden.

  • In Geschirrspülmaschinen ... hier werden Ionenaustauscher verwendet um Maschine vor Ca 2+ - und Mg 2+ -Ionen zu schützen die zu Kalkablagerung führen Diese Ionen werden durch Na + -Ionen ersetzt und nicht wie bei anderen durch "saure" H + -Ionen die das Metall der Spülmaschine und angreifen würden. Da ein eingebauter Ionentauscher nach Zeit mit Ca 2+ - und Mg 2+ -Ionen beladen ist und nicht mehr funktionieren muss dieser wieder regeneriert werden. Dazu gibt spezielle Regenerations-Salze das immer wieder zugegeben werden

  • In Wasserfiltern (zum Beispiel "Britta"-Filter) ... diese "Filter" meist nicht nur einen Ionentauscher um das zu entkalken und um damit Kalkablagerungen in zu verhindern sondern meist auch Aktivkohle -Filter um geruchs- und geschmacksstörende Stoffe zu

  • In Waschmitteln ... auch hier soll der Ionentauscher Kalkgehalt des Wasser herabsetzten um die Bildung Kalkseifen zu verhindern. Dadurch wird weniger Waschmittel Die wichtiger Ionentauscher in Waschmitteln ist der Sasil von der Firma Henkel.

  • Reinigung von Abwasser ... als Beispiel lässt sich die der Abwässer die beim Galvanisieren also bei der Herstellung von Metallüberzügen Diese Abwasser enthalten giftige Schwermetall -Ionen die nicht in Kläranlagen abgegeben werden Dadurch wird auch die wertvollen Ausgangsstoffe wieder

  • In der Medizin ... zum Beispiel zur Abgabe von indem im Körper vorhandene Protonen (H + -Ionen) oder Metall -Ionen in den Ionentauscher aufgenommen werden und im Ionentauscher enthaltener Wirkstoff abgegeben wird. Eine Anwendung ist die Behandlung einer Hyperkaliämie indem K + -Ionen aus dem Körper entfernt werden und Na + -Ionen ersetzt werden.

Quelle: Prof. Blumes Medianangebot: Ionenaustauscher für den Unterricht



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